Nanotehnologija

1. Nanotehnologija Seminar iz elektrotehnike:

2. Gerd Binnig (desno) i Heinrich Rohrer koji su izumili skenirajući tunelirajući mikroskop Nanočestice Nanočestice su čestice određene nanometrom kao mjernom jedinicom. Nanometar je milijarditi dio metra, osamdeset tisuća puta tanji od ljudske vlasi. Iako su kvantna svojstva tih čestica (građevnih jedinica tvari – atoma i molekula) poznata još od početka 20. stoljeća, manipuliranje njima i njihova raširena primjena počela je tek prije nešto više od dvadeset i pet godina, tj. 1981. Tada su u IBM-u izumili «skenirajući tunelirajući» mikroskop koji je omogućio promatranje atoma , otkriće ugljikovih loptica (fulerena), nanocjevčica i dr.

3. Električna energija Plastika Nanocijev Nanotehnologija Nanotehnologija je nova tehnološka grana koja izravno upravlja s nanočesticama., a temelji se na njihovom poznavanju i kontroli. Gospodarski, društveni i etički izazovi koji proizlaze iz te velike nove revolucije (prema nekim ona će poprimiti iste razmjere kao i otkriće električne energije ili plastike, što je vrlo izgledno) su zaista veliki i još uvijek prilično nepoznati.

4. Hlače i košulja otporni na mrlje Danas je područje nanotehnologije u punom zamahu. Njome se iz dana u dan bavi sve više znanstvenika i stručnjaka, a novi izumi i načini primjene iz dana u dan su sve zanimljiviji i brojniji. Procjenjuje se da se u 800 pogona samo u SAD-u proizvodi više od 700 tipova nanomaterijala, od kojih su mnogi već u svakodnevnoj uporabi. Jedno od postignuća nanotehnologije koje najviše obećava je ugljična nanocijev. Taj materijal je «jači od paukove mreže» i do 100 puta čvršći od čelika, no cijena proizvodnje od 80 eura za gram još nije isplativa, da bi to bila mora doseći cijenu od 1 euro za gram . Za takvo nešto gotovo da i ne postoji granica primjene ako se postigne isplativa cijena proizvodnje. Jedan od zanimljivijih načina primjene nanotehnologije je onaj u tekstilnoj industriji. Naime, izumljene su hlače i majice otporne na mrlje i gužvanje

5. Primjena nanotehnologije u elektrotehnici Najmanja je širina žica u elektronskim uređajima iz masovne proizvodnje otprilike 50 nm, odnosno oko 500 atoma u promjeru. Najtanja moguća žica bila bi široka samo jedan atom. Takve je žice danas moguće proizvesti, iako ne za neki upotrebljivi elektronski uređaj, no spoznaje o njihovim svojstvima korisne su za njihovo planiranje. Paul Snijders i Sven Rogge sa Kavli Institute of Nanoscience pri nizozemskom Tehničkom sveučilištu Delft i Hanno Weitering sa Sveučilišta u Tennesseeju uspjeli su izraditi najmanju zlatnu ogrlicu na svijetu isparavajući dašak zlatnih atoma na slikionsku podlogu iz koje su prethodno uklonjene nečistoće pečenjem na 1200 Kelvina. Kristalna je struktura izrezana tako da čini stepenaste nabore. Prepušteni sami sebi atomi su se sami posložili u žice po 150 atoma poravnate naborima duljine.

6. Primjena u računalima Techno entuzijastima najčešće istican primjer manipulacije na nano razini je proizvodni proces procesora koji se označava u nanometrima, a označava veličinu tranzistorskog niza. Manji tranzistori znače više njih na jednom waferu, što povlači za sobom nižu cijenu procesora ili jače procesore.Prije samo dvije godine aktualni procesori proizvodili su se 90 nm procesu, a danas počinje proizvodnja 45 nm procesora, što je omogućilo drastično povećanje procesorske snage, ali i smanjenje troškova proizvodnje. Svijet GPU procesora u grafičkim čipovima koji su gotovo uvijek kaskali za Intelovim i AMD-ovim CPU-ima po pitanju minijaturizacije tehnologije proizvodnje sada je također u 65 nm procesu. Možemo pretpostaviti da će se razvoj nastaviti u tom smjeru jer se proizvođači još uvijek ne žale da su zapeli, a ponešto sporiji napredak obima obrađenih informacija rješavaju paralelnim procesiranjem (više od jedne jezgre po procesoru)

7. Ugljikov nanocijevni tranzistor

8. Primjena nanotehnologije u autoindustriji Nanotehnologija sprječava ogrebotine novom tehnologijom nanoboja, koje sadrže anorganske silikonske čestice povezane organskim polimerom. Znatno se povećava površinska tvrdoća boje i omogućuje veće individualiziranje automobila. Za razliku od obične boje, koja se sastoji od organskih molekula s dugačkim lancima ugljika, nanoboja sadrži anorganske čestice povezane organskim polimerom. Te je anorganske čestice nanotehnologijom moguće tako gusto povezati da površina laka postaje vrlo tvrda i otporna na ogrebotine. Jasno, to se ne odnosni na situacije kad netko namjerno želi zagrepsti boju, no i tada je brazdanje boje vrlo otežano. Nanoboje su i višestruko otpornije na koroziju od klasičnih boja. One na površini formiraju mrežu ćelija čija pigmentacija ovisi o naponu koji vlada u sustavu te se lako može mijenjati nijansa boje. Nova će boja biti znatno otpornija na prljanje za što postoji logično objašnjenje – površina klasičnog laka je, kako god izgledala glatko, vrlo hrapava. Na te neravnine hvata se nečistoća, a to je kod nanotehnologije nekoliko puta manje.

9. Prednosti i nedostaci nanotehnologije Ono što je najveća prednost i glavna i fascinantna odlika nanotehnologije, ujedno je i njena najveća mana tj. opasnost, a to je veličina čestica kojima se bavi..Svijet nanotehnologije golom je oku nevidljiv, ali je njegov potencijalni učinak na naš svijet zapravo ogroman. O opasnostima nanotehnologije za zdravlje, sigurnost i okoliš, malo se zna, a rizik je velik i prilično zabrinjava mnoge znanstvenike, jer strah od nepoznatog jedan je od najneugodnijih. Zato predstavnici industrija i prvenstveno organizacija za zaštitu okoliša traže od vlasti u visokorazvijenim zemljama veća ulaganja u istraživanja sigurnosti primjene nanotehnologije, uz poseban naglasak na utvrđivanje jedinstvenih smjernica o procjeni potencijalnih opasnosti. Problem je u tome što se velike svote ulažu u razvoj nanotehnologije, a iznosi namijenjeni za istraživanje na području sigurnosti su višestruko manji. Tako je na primjer američka vlada u proračunu za 2006. namijenila 1,1 milijardu dolara za istraživanja na području nanotehnologije, od čega je samo 37 milijuna dolara predviđeno za istraživanje sigurnosti.

11. Nekoliko primjera struktura nanočestica:

12. Izvori www.gradimo.hr/8978.aspx www.tportal.hr/tehnologija/futurama/page/2003/09/07/4455006.html www.iskon.hr/tehnoklik/page/2005/12/06/0064006.html www.liderpress.hr/Default.aspx?sid=794&to www.privredni-vjesnik.hr/index.cgi?A=I&SIF=00003&DA=20020131 www.ieee-virtual-museum.org/media/h7Hs0x8i0iB.jpg www.nccr.nano.org www.chemie.uni-hamburg.de/PC/sfoerster/bilder www.nature.com/news/2004/040105/images/nano_180.jpg

13. Asistent: Dalibor Kuhinek Student: Vilim Novinc N3094 e.b. 59 Zagreb, siječanj 2009.